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在真实复杂环境下(如应急救援、军事对抗、城市交通管控、医疗急救等),人机协同对态势感知(SA)和决策效果的干扰会被环境的“复杂性特质”显著放大。这些特质包括:高不确定性(突发、罕见事件频发)、动态演化性(要素相互作用非线性、状态瞬息万变)、多源异构性(信息碎片化、模态混杂)、高风险压力(错误成本极高),以及情境模糊性(目标、约束、主体意图不明确)。这些特性与人机系统的固有局限(如信息处理模式、认知适配性)形成尖锐冲突,最终导致协同效能下降。具体可从以下维度解析:
一、复杂环境的“信息混沌”与机器输出的“认知噪音放大”真实复杂环境中,信息常常会呈现“量巨、质杂、关联隐”的三重特征。
多源异构信息的“噪声叠加”。现场信息来自传感器(温度、位移、生命体征)、人工报告(目击者描述、一线人员反馈)、历史案例(类似事件处置记录)、外部系统(气象、交通、舆情)等,格式涵盖结构化数据(数值、坐标)、非结构化文本(语音转写、手写记录)、多媒体(视频片段、现场照片)。机器虽能整合这些数据,但复杂环境中大量无关/冗余信息(如重复报警、次要参数波动)与虚假关联(如偶然同步发生的事件被误判为因果)会被一并输出,人类需在“信息迷雾”中筛选关键信号,反而加剧认知负荷。
动态演化的“信息滞后”。复杂环境中,态势随时间非线性变化(如火灾蔓延方向因风向突变反转、战场敌我位置因伏击动态调整),而机器的数据处理(如模型推理、多源融合)存在固有延迟。当机器输出的“快照式分析”(如5分钟前的热力图)与现场实时状态脱节时,人类若依赖过时信息,会直接导致态势感知的“时空错位”(如误判安全区域)。
二、复杂情境下“人机认知模式冲突”的激化真实复杂环境的“非结构化”与“弱规则性”,使机器的“计算理性”与人类的“情境直觉”矛盾更尖锐。
机器的“局部最优”与人类“全局权衡”的背离。复杂环境中,决策需兼顾多重目标(如应急救援中“救人速度”“结构安全”“资源分配公平性”),且目标间常相互冲突(如优先救重伤员可能延误疏散整体人群)。机器学习(尤其是强化学习)易陷入“局部最优解”(如优先处理易到达区域的伤员,忽略偏远高危点),而人类依赖经验直觉进行“全局价值排序”,两者认知框架的差异会导致人类对机器建议的“合理性怀疑”,甚至拒绝协同。
因果推理的“黑箱困境”在复杂场景中暴露。复杂环境中,因果关系往往隐含多层中介变量(如“暴雨→山体松动→落石→阻断道路→救援延迟”),机器基于统计关联的模型(如深度学习)难以显式表达这种嵌套因果链,仅输出“落石概率80%”的结果。人类若无法理解机器判断的“逻辑链条”,便无法在突发变化(如临时抢修道路)时调整策略,导致决策僵化。
三、复杂环境下“信任动态失衡”的极端化
真实复杂环境的“高风险”与“结果不可逆转性”(如医疗手术失误、军事误判),使人类对机器的信任更易滑向两个极端。
“自动化偏见”在“责任逃避”动机下被强化。复杂环境中,人类因担心承担决策责任(如救援失败、作战失利),会倾向于将判断权让渡给机器(如“按系统推荐的路线前进”)。例如,自动驾驶在复杂路口(如无信号灯的多车交汇)时,若系统因训练数据中罕见场景(如行人突然折返)误判,驾驶员因长期依赖而未能及时接管,最终导致事故。
“可信度崩塌”在“偶发失效”后被放大。复杂环境中,机器难免遇到训练集外的“长尾场景”(如地震后的非标准建筑结构、战场上敌方新型伪装战术),此时输出可能出错。由于复杂环境的“容错率极低”,一次失误便会摧毁人类对机器的信任(如医生因AI在某罕见病例误诊,此后完全拒绝使用AI辅助),转而依赖自身经验——但复杂场景中个人经验往往不足,反而加剧决策风险。
四、复杂环境的“控制权模糊”与“认知切换成本”激增真实复杂环境中,“谁主导决策”“何时切换控制权”的边界更难界定,导致人类认知资源被“控制权焦虑”消耗。
动态控制权的“交接断层”。复杂场景中,态势可能在“机器可控”与“需人类接管”间频繁切换(如无人机在强电磁干扰下失控,需飞手手动操控)。若系统未明确提示“接管阈值”(如“信号强度低于XX时立即干预”),人类会因“何时介入”的判断犹豫(如担心过早接管打乱机器优化路径),导致态势感知中断(如错过最佳干预时机)。
多任务并行的“注意力撕裂”。复杂环境中,人类需同时执行“监督机器输出”“观察现场动态”“协调团队行动”“向上级汇报”等多任务。例如,战场指挥员需关注雷达屏幕(机器追踪敌机)、听取侦察兵报告(现场情报)、调整火力部署(决策),频繁在“机器抽象数据”与“现场具象场景”间切换,导致注意力碎片化(如忽略雷达未覆盖的低空突防目标)。
五、复杂环境的“反馈闭环断裂”与“学习适配滞后”真实复杂环境的“不可复现性”(如每次地震的地质结构、每次战役的敌我态势均不同),使机器的“事后学习”难以转化为“事前适应”,人类无法通过反馈修正认知偏差。
机器“静态知识”与“动态情境”的脱节。复杂环境中,机器的知识库多基于历史案例训练,但新场景的“独特性”(如新型病毒疫情的传播路径、未知地形的机器人导航)会使模型失效。例如,疫情防控中,AI基于过往流感数据预测的“传播峰值”与实际奥密克戎变异株的超高速传播严重不符,决策者若依赖此预测调配资源,会导致医疗资源挤兑。
人类“经验更新”与“机器迭代”的异步。复杂环境中,人类需通过实践积累“情境化经验”(如识别特定地形下的机器人避障弱点),但机器的算法迭代周期(如重新训练模型)往往滞后于环境变化,导致人类经验与机器能力“错配”(如已掌握某类故障应对方法,机器仍未升级检测模块)。
简言之,复杂环境下“人-机-境”系统往往是动态失耦的。真实复杂环境的核心挑战在于,环境的“不确定性”远超机器预设的“确定性假设”,而人类的“认知弹性”又难以填补机器在复杂情境中的“能力缺口”。人机协同本应通过“机器算力+人类智慧”互补,但在复杂环境中,机器的“刚性输出”与环境的“柔性变化”、人类的“有限认知”与环境的“无限可能”形成三重矛盾,最终导致态势感知的“碎片化”和决策的“次优性”。总之,复杂环境放大了人机系统在信息处理、认知适配、信任校准、控制权分配上的固有缺陷,使协同从“增强”沦为“干扰”——这并非技术本身的失败,而是“人-机-境”动态耦合的失衡。解决之道需从“静态协同”转向“动态共生”,让机器具备“情境感知的自适应”(如实时调整输出粒度)、人类提升“机器素养”(理解算法边界)、系统设计嵌入“不确定性沟通”(如明确标注机器建议的适用场景),最终实现“复杂环境下的韧性协同”。

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